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Adjoint-based optimization of displacement ventilation flow

机译：基于伴随的位移通风流量优化

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We demonstrate the use of the 'Direct-Adjoint-Looping method' for the identification of optimal buoyancy-driven ventilation flows governed by Boussinesq equations. We use the incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations, derive the corresponding adjoint equations and solve the resulting sensitivity equations with respect to inlet conditions. We focus on a displacement ventilation scenario with a steady plume due to a line source. Subject to an enthalpy flux constraint on the incoming flow, we identify boundary conditions leading to 'optimal' temperature distributions in the occupied zone. Our results show that depending on the scaled volume and momentum flux of the inlet flow, qualitatively different flow regimes may be obtained. The numerical optimal results agree with analytically obtained optimal inlet conditions available from classical plume theory in an 'intermediate' regime of strong stratification and two-layer flow. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：我们演示了使用“直接伴随循环法”来识别由Boussinesq方程控制的最佳浮力驱动的通风流。我们使用不可压缩的雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程，导出相应的伴随方程，并针对入口条件求解所得的灵敏度方程。由于线源，我们重点关注具有稳定羽流的置换通风方案。受到进入流的焓通量约束，我们确定了导致占据区域温度分布“最佳”的边界条件。我们的结果表明，取决于进气流量的定标体积和动量通量，可以获得质上不同的流态。数值最佳结果与在强分层和两层流动的“中间”状态下从经典羽流理论获得的解析获得的最佳进口条件相吻合。 （C）2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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